NO163914B - BROENNVERKTOEY. - Google Patents

Abstract

Et brønnverktøy (24) for nedføring, sementering og vasking av en brønnkappe eller et foringsrr-opp-heng (22) innbefattende en rrformet hoveddel (34, 36), et sementeringsorgan (28) på hoveddelens nedre ende, en innretning (30) for lsbar opplagring av en brønn-kappe på hoveddelen, et hult skjørt (72) som har innad-vendte åpninger (78) og er.plassert nær kappens øvre ende, en innretning (32) for tilførsel av vaskefluid til skjørtet, samt en trykkpåvirkbar ventilinnretning (70) anordnet i tilførselsinnretningen (32). Opplagringsinnretningen (30) omfatter en trykkpåvirkbar ut-løsningsinnretning (46) samt en innretning (58) som forbinder den trykkpåvirkbare ventilinnretning (70) med utlsningsinnretningen (46) , slik at tilførsel av trykkfluid til forbindelsesinnretningen (58) åpner ventilinnretningen (70) og påvirker utløsningsinnret-ningen for vasketrinnet og for opptrekking av brønn-verktøyet (24) .A well tool (24) for lowering, cementing and washing a well casing or a casing string suspension (22) including a tubular main part (34, 36), a cementing means (28) on the lower end of the main part, a device (30) for Removable storage of a well jacket on the main part, a hollow skirt (72) which has inwardly facing openings (78) and is located near the upper end of the jacket, a device (32) for supplying washing fluid to the skirt, as well as a pressure-actuated valve device (70) arranged in the supply device (32). The storage device (30) comprises a pressure-actuated release device (46) and a device (58) which connects the pressure-actuated valve device (70) with the release device (46), so that supply of pressure fluid to the connection device (58) opens the valve device (70) and affects the release device for the washing step and for pulling up the well tool (24).

Description

Oppfinnelsen angår et brønnverktøy for nedføring og sementering av et foringsrør med et røroppheng i et lederør og for vasking av røropphengets øvre parti, omfattende en rørformet hoveddel som har et sementeringsrør anordnet på sin nedre ende og midler for tilkopling til en nedføringsstreng anordnet ved sin øvre ende, en på rør-hoveddelen anordnet, fjernstyrt låseinnretning for fastholding av hoveddelen i røropphenget ved nedføring og sementering i brønn-lederøret, samt en for vasking av røropphenget beregnet og over låseinnretningen anordnet innretning ved hjelp av hvilken der via en fjernstyrt ventilinnretning dannes en fluidforbindelse mellom rør-hoveddelen og rommet som omgir røropphenget. The invention relates to a well tool for lowering and cementing a casing with a pipe suspension in a guide pipe and for washing the upper part of the pipe suspension, comprising a tubular main part which has a cementing pipe arranged at its lower end and means for connection to a lowering string arranged at its upper end , a remote-controlled locking device arranged on the pipe main part for retaining the main part in the pipe suspension during lowering and cementing in the well guide pipe, as well as a device intended for washing the pipe suspension and arranged above the locking device, with the help of which via a remote-controlled valve device a fluid connection is formed between the pipe body and the space surrounding the pipe suspension.

Fra US patentskrift nr. 3 885 625 er det kjent et brønn-verktøy av ovennevnte art, med en anordning for vasking av røropphenget, men denne består i det vesentlige av radielt forløpende tverrboringer som leder vaskevæske utad fra innsiden. Med denne vaskeanordning kan det, ved hjelp av den tilførte vaskevæske som strømmer ut på røropphengets utside, oppnås en viss vasking, men denne vil i mange tilfeller ikke være tilstrekkelig. From US patent no. 3 885 625, a well tool of the above-mentioned type is known, with a device for washing the pipe suspension, but this essentially consists of radially extending cross bores which lead washing liquid outwards from the inside. With this washing device, with the aid of the supplied washing liquid which flows out on the outside of the pipe suspension, a certain amount of washing can be achieved, but this will not be sufficient in many cases.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et forbedret brønnverktøy som bevirker særdeles god vasking av røropphengets utside, særlig dets øvre endeparti etter sementering. The purpose of the invention is to provide an improved well tool which causes particularly good washing of the outside of the pipe suspension, especially its upper end part after cementing.

Dette formål oppnås ifølge oppfinnelsen med et brønnverktøy av den innledningsvis angitte art, ved at innretningen har et skjørt som oppviser et ringrom som via ventilinnretningen er forbundet med rør-hoveddelen, hvilket skjørt med avstand omgir røropphengets øvre endeparti og i sin innervegg er utformet med åpninger som står i forbindelse med ringrommet. According to the invention, this purpose is achieved with a well tool of the type indicated at the outset, in that the device has a skirt which exhibits an annular space which is connected to the pipe main part via the valve device, which skirt with a distance surrounds the upper end part of the pipe suspension and is designed with openings in its inner wall which is connected to the annulus.

Derved kan vaskevæske strømme gjennom åpningene i brønn-verktøyets vaskeinnretning og sprøyte mot røropphengets utside, slik at avsetninger på denne, særlig den overskytende sement-blanding, fjernes og bortføres ved hjelp av vaskevæskestrålene. Thereby, washing liquid can flow through the openings in the well tool's washing device and spray towards the outside of the pipe suspension, so that deposits on it, especially the excess cement mixture, are removed and carried away with the help of the washing liquid jets.

Ytterligere utføringsformer av oppfinnelsen fremgår av de etterfølgende, uselvstendige patentkrav. Further embodiments of the invention appear in the subsequent, independent patent claims.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawings, where:

Figur 1 viser et snitt gjennom et undervanns-brønnhode og -borehull i hvilket det forbedrete verktøy ifølge foreliggende oppfinnelse har nedført en brønnkappe. Figur 2 er et snitt i større målestokk av det forbedrete verktøy med brønnkappen plassert i stilling. Figur 3 er et snitt som viser sementering av kappen. Figur 4 er et snitt som viser vaskingen av den sementerte kappes øvre utside. Figur 5 er et snitt av den sementerte kappe etter at brønnverktøyet er trukket. Figure 1 shows a section through an underwater wellhead and borehole in which the improved tool according to the present invention has lowered a well casing. Figure 2 is a section on a larger scale of the improved tool with the well casing placed in position. Figure 3 is a section showing cementation of the casing. Figure 4 is a section showing the washing of the upper outside of the cemented casing. Figure 5 is a section of the cemented casing after the well tool has been pulled.

Et undervanns-brønnhode 10 er vist i figur 1 med et fundament 12 hvilende på bunnen 14 og forbundet med et lederør 16 med stor diameter, som strekker seg nedad i et borehull 18. Lederøret 16 er innvendig utformet med et sete 2 0 innrettet til å oppta og bære en brønnkappe eller et foringsrør-oppheng 22. 1 figurene er brønnhodets 10 øvre del sløyfet ettersom røropp-henget 22 kan opplagres på setet 20 nær brønnhodet 10 eller på et passende sete som er meget lavere i borehullet 18. A subsea wellhead 10 is shown in Figure 1 with a foundation 12 resting on the bottom 14 and connected to a large diameter guide pipe 16 extending downwardly into a borehole 18. The guide pipe 16 is internally formed with a seat 20 adapted to accommodate and carry a well casing or a casing suspension 22. 1 figures, the upper part of the wellhead 10 is looped as the casing suspension 22 can be stored on the seat 20 near the wellhead 10 or on a suitable seat which is much lower in the borehole 18.

Brønnverktøyet 24 er tilkoplet og nedsenket på en nedfø-ringsstreng 26 og innbefatter et sementeringsorgan 28 (hvis nedre del ikke er vist, men er av hvilken som helst vanlig konstruksjon), en låserinnretning 30 for løsbar opplagring av foringsrør-opphenget 22 og en vaskeinnretning 32 for vasking av sement fra foringsrør-opphengets 22 øvre parti. Brønnverktøyet 2 4 innbefatter en nedre rørformet hoveddel 3 4 som sementeringsorganet 28 er utformet i ett stykke med og en øvre rørformet hoveddel 36 som er forbundet med den nedre hoveddel 34 og har organer for tilkopling til nedføringsstrengen 26. The well tool 24 is connected and submerged on a lowering string 26 and includes a cementing member 28 (the lower part of which is not shown, but is of any conventional construction), a locking device 30 for releasable storage of the casing suspension 22 and a washing device 32 for washing cement from the upper part of the casing suspension 22. The well tool 2 4 includes a lower tubular main part 3 4 with which the cementing member 28 is formed in one piece and an upper tubular main part 36 which is connected to the lower main part 34 and has means for connection to the lowering string 26.

Opplagringsinnretningen 30 omfatter den nedre hoveddel 34 med en oppadvendt ansats 38, et hus 40 som omgir delen 34 og er understøttet på ansatsen 38, et ringformet deksel 42 som omgir delen 34 og fastholdes på denne ved hjelp av en delt ring 44, og et ringformet stempel 46 rundt delen 34 og innvendig i huset 40. Stemplet 46 er forskyvbart i et kammer 48. Vinduer 50 strekker seg gjennom huset 40 og pinner 51 og en låsering 52 er plassert i vinduene og kan beveges innad og utad i avhengighet av bevegelsen til stemplet 4 6 som har en avsmalnende ytterflate 54 slik at når stemplet 46 beveges nedad tvinges pinnene 51 og låseringen 52 ut av huset 40 for inngrep i et spor 56 på røropphengets 22 innside. I denne stilling bærer nedførings-strengen 26 røropphenget. Frigjøring eller utløsning avstedkom-mes ved å tilføre hydraulikkfluid til nedre ende av kammeret 48 gjennom en ledning 58 (figur 4) for å bevege stemplet 46 oppad. Stemplet 46 beveges nedad når hydraulikkfluid leveres til øvre ende av kammeret 48 gjennom en ledning 60. Det er således en trykkpåvirkbar låse- og utløserinnretning som sørger for lagringsinnretningens 30 inngrep med foringsrør-opphenget 22. The storage device 30 comprises the lower main part 34 with an upward-facing projection 38, a housing 40 which surrounds the part 34 and is supported on the projection 38, an annular cover 42 which surrounds the part 34 and is fixed on it by means of a split ring 44, and an annular piston 46 around the part 34 and inside the housing 40. The piston 46 is displaceable in a chamber 48. Windows 50 extend through the housing 40 and pins 51 and a lock ring 52 are located in the windows and can be moved inward and outward depending on the movement of the piston 4 6 which has a tapered outer surface 54 so that when the piston 46 is moved downwards, the pins 51 and the locking ring 52 are forced out of the housing 40 for engagement in a groove 56 on the inside of the tube suspension 22. In this position, the lowering string 26 carries the pipe suspension. Release or release is accomplished by supplying hydraulic fluid to the lower end of the chamber 48 through a line 58 (figure 4) to move the piston 46 upwards. The piston 46 is moved downwards when hydraulic fluid is delivered to the upper end of the chamber 48 through a line 60. There is thus a pressure-influenced locking and releasing device which ensures the engagement of the storage device 30 with the casing suspension 22.

Vaskeinnretningen 32 omfatter en øvre rørformet del 36 med en oppadvendt ansats 62, et hus 64 som omgir delen 3 6 og samvirker med en ring .66 som er skrudd på delen 3 6 for å danne et kammer 68 i hvilket en stempelventil 70 er forskyvbart anordnet og et hult skjørt 72 som er festet til huset 64 som beskrevet i det følgende. Skjørtet 72 omfatter en ytervegg 74, en innervegg 76 med åpninger 78, og en nedre stengering 80 som er festet mellom veggenes 74 og 76 nedre ender. En ring 82 er festet til øvre ende av veggen 76 og til huset 64 og en ring 84 er festet til øvre ende av veggen 74 og til huset 64 og er anordnet i avstand over ringen 82. Åpninger 86 strekker seg gjennom den øvre del 36 inn i kammeret 68. Stempelventilen 70 omfatter gjennomgående åpninger 88 og passende tetninger slik at i dens øvre stilling (figur 3) kan vaskefluid strømme gjennom åpningene 86, åpningene 88 og åpninger 90 gjennom huset 64 inn i skjørtet 72. Pinner 92 strekker seg fra dekslet 42 til ringene 82 og 84 for å sikre at skjørtet 72 ikke dreier i forhold til dekslet 42. En pinne 94 strekker seg fra det nedre ytre parti av dekslet 42 og er i inngrep i en utsparing 96 i øvre ende av foringsrør-opphenget 22. Stempelventilen 70 beveges oppad til sin åpne stilling som vist i figur 4, med tilførsel av hydraulikkfluid til ledningen 58 som kommuniserer med nedre ende av kammeret 68. Tilførsel av hydraulikkfluid til ledningen 60 utøver et trykk i øvre ende av kammeret 68 hvorved stempelventilen 7 0 beveges nedad til sin stengte stiling. En trykkpåvirkbar ventilinnretning besørger således styring av vaskefluidstrømmen til skjørtet 72. The washing device 32 comprises an upper tubular part 36 with an upwardly facing shoulder 62, a housing 64 which surrounds the part 3 6 and cooperates with a ring .66 which is screwed onto the part 3 6 to form a chamber 68 in which a piston valve 70 is displaceably arranged and a hollow skirt 72 which is attached to the housing 64 as described below. The skirt 72 comprises an outer wall 74, an inner wall 76 with openings 78, and a lower closing ring 80 which is fixed between the lower ends of the walls 74 and 76. A ring 82 is attached to the upper end of the wall 76 and to the housing 64 and a ring 84 is attached to the upper end of the wall 74 and to the housing 64 and is spaced above the ring 82. Openings 86 extend through the upper part 36 into in the chamber 68. The piston valve 70 includes through openings 88 and suitable seals so that in its upper position (Figure 3) washing fluid can flow through the openings 86, openings 88 and openings 90 through the housing 64 into the skirt 72. Pins 92 extend from the cover 42 to the rings 82 and 84 to ensure that the skirt 72 does not rotate relative to the cover 42. A pin 94 extends from the lower outer portion of the cover 42 and engages a recess 96 in the upper end of the casing hanger 22. The piston valve 70 is moved upwards to its open position as shown in figure 4, with the supply of hydraulic fluid to the line 58 which communicates with the lower end of the chamber 68. The supply of hydraulic fluid to the line 60 exerts a pressure in the upper end of the chamber 68 whereby stem the spool valve 70 is moved downwards to its closed position. A pressure-actuated valve device thus ensures control of the washing fluid flow to the skirt 72.

Ved bruk monteres brønnverktøyet 24 og forbindes med foringsrør-opphenget 22 og nedføringsstrengen 26 og nedsenkes gjennom stigerøret (ikke vist) i borehullet 18 inntil røropp-henget 22 hviler på setet 20, som vist i figur 1 og 2. Under montering påvirkes opplagringsinnretningen 30 til å fastlåses til opphenget 22 ved tilføring av hydraulikkfluid gjennom ledningen 60 for nedadbevegelse av stemplet. Dette virker også til å bevege stempelventilen 70 til stengt stilling. In use, the well tool 24 is mounted and connected to the casing suspension 22 and the lowering string 26 and is lowered through the riser (not shown) into the borehole 18 until the pipe suspension 22 rests on the seat 20, as shown in Figures 1 and 2. During assembly, the storage device 30 is affected to to be locked to the suspension 22 by supplying hydraulic fluid through the line 60 for downward movement of the piston. This also acts to move the piston valve 70 to the closed position.

Sementering gjennom nedføringsstrengen 26, brønnverktøyet 24 og sementeringsorganet 28 påbegynnes når opphenget 22 er anbrakt på setet 20. Når sementutpumpingen er avsluttet innføres der i strengen 2 6 etter (bak) sementen en passende plugg eller kule som kommer til anlegg mot et sete i enden av sementeringsorganet 28 når sementen er på plass. Cementing through the lowering string 26, the well tool 24 and the cementing member 28 is started when the suspension 22 is placed on the seat 20. When the cement pumping is finished, a suitable plug or ball is introduced into the string 2 6 after (behind) the cement, which comes into contact with a seat at the end of the cementing member 28 when the cement is in place.

Når sementeringen er avlsuttet tilføres hydraulikkfluid gjennom ledningen 58 som fører stemplet 46 til dets ulåste stilling og fører stempelventilen 70 til den åpne stilling for å tillate vaskefluid å strømme gjennom åpningene 86, ventil-åpningene 88, åpningene 90, rommet mellom ringene 82 og 84, ringrommet mellom veggene 74 og 76 og strømme ut gjennom åpningene 78 mot en øvre ytterflate på røropphenget 22 for bortspyling av sement, særlig fra dets ytterprofil 98. Ved å løfte litt på strengen 2 6 kan skjørtet 7 2 dreies rundt røropp-henget 22 såsnart pinnen 94 går klar av utsparingen 96. When the cementing is removed, hydraulic fluid is supplied through conduit 58 which drives piston 46 to its unlocked position and drives piston valve 70 to the open position to allow wash fluid to flow through orifices 86, valve orifices 88, orifices 90, the space between rings 82 and 84, the annulus between the walls 74 and 76 and flow out through the openings 78 towards an upper outer surface of the pipe suspension 22 for washing away cement, especially from its outer profile 98. By lifting the string 2 6 slightly, the skirt 7 2 can be rotated around the pipe suspension 22 as soon as the pin 94 clears the recess 96.

En alternativ frigjøring oppnås ved å dreie nedførings-strengen 26 som dreier delen 34 og 36. Dette tillater en manuelt utløsbar ring 100, som er påskrudd delen 34, å vandre oppover og skyve stemplet 46 i kammeret 48, hvorved pinnene 51 og låseringen 52 trekkes ut fra låsesporet 56. An alternative release is achieved by rotating the lowering string 26 which rotates the parts 34 and 36. This allows a manually release ring 100, which is screwed onto the part 34, to travel upwards and push the piston 46 in the chamber 48, thereby pulling the pins 51 and the locking ring 52 from the locking slot 56.

Claims (9)

1. Brønnverktøy for nedføring og sementering av et foringsrør med et røroppheng i et lederør og for vasking av røropphengets øvre parti, omfattende en rørformet hoveddel (34, 36) som har et sementeringsrør (28) anordnet på sin nedre ende og midler for tilkopling til en nedføringsstreng (26) anordnet ved sin øvre ende, en på rør-hoveddelen (34, 36) anordnet, fjernstyrt låseinnretning (30) for fastholding av hoveddelen (34, 36) i røropphenget (22) ved nedføring og sementering i brønn-lederøret (16), samt en for vasking av røropphenget (22) beregnet og over låseinnretningen (30) anordnet innretning (32) ved hjelp av hvilken der via en fjernstyrt ventilinnretning (70, 86, 88, 90) dannes en fluidforbindelse mellom rør-hoveddelen (34, 36) og rommet som omgir røropphenget (22), karakterisert ved at innretningen har et skjørt (72) som oppviser et ringrom som via ventilinnretningen (70, 86, 88, 90) er forbundet med rør-hoveddelen (34, 36), hvilket skjørt med avstand omgir røropphengets (22) øvre endeparti og som i sin innervegg (76) er utformet med åpninger (78) som står i forbindelse med ringrommet.1. Well tool for lowering and cementing a casing with a pipe suspension in a guide pipe and for washing the upper part of the pipe suspension, comprising a tubular main part (34, 36) having a cementing pipe (28) arranged at its lower end and means for connection to a lowering string (26) arranged at its upper end, a remotely controlled locking device (30) arranged on the pipe main part (34, 36) for securing the main part (34, 36) in the pipe suspension (22) during lowering and cementing in the well guide pipe (16), as well as a device (32) designed for washing the pipe suspension (22) and arranged above the locking device (30) by means of which a fluid connection is formed between the pipe main part via a remote-controlled valve device (70, 86, 88, 90) (34, 36) and the space surrounding the pipe suspension (22), characterized in that the device has a skirt (72) which exhibits an annular space which is connected via the valve device (70, 86, 88, 90) to the pipe main part (34, 36), which skirt surrounds the upper end part of the pipe suspension (22) at a distance and which in its inner wall (76) is designed with openings (78) which are in connection with the annulus. 2. Brønnverktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at ventilinnretningen (70, 86, 88, 90) omfatter et trykkstyrt stempelelement (70).2. Well tool according to claim 1, characterized in that the valve device (70, 86, 88, 90) comprises a pressure-controlled piston element (70). 3. Brønnverktøy ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at der mellom ventilinnretningen (70, 86,3. Well tool according to claim 1 or 2, characterized in that between the valve device (70, 86, 88, 90) og låseinnretningen (30) er anordnet ledninger (58, 60) for trykkfluid, idet låseinnretningen (30) er innrettet til å utløses ved åpning av ventilinnretningen (70, 86, 88, 99) for gjennomstrømning av vaskefluid i skjørtets (72) ringrom.88, 90) and the locking device (30) are arranged with lines (58, 60) for pressure fluid, the locking device (30) being arranged to be triggered by opening the valve device (70, 86, 88, 99) for the flow of washing fluid in the skirt's ( 72) annulus. 4. Brønnverktøy ifølge krav l, 2 eller 3, karakterisert ved at skjørtet (72) er dreibart anordnet på rør-hoveddelen (34, 36).4. Well tool according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the skirt (72) is rotatably arranged on the pipe main part (34, 36). 5. Brønnverktøy ifølge krav 4, karakterisert ved en på rør-hoveddelen (34, 36) anordnet sperreanordning (92, 94, 96) som er forbundet med skjørtet (72) og som i inngrepsstillingen hindrer deres dreining i forhold til røropphenget (22).5. Well tool according to claim 4, characterized by a locking device (92, 94, 96) arranged on the pipe main part (34, 36) which is connected to the skirt (72) and which in the engaged position prevents their rotation in relation to the pipe suspension (22) . 6. Brønnverktøy ifølge krav 5, karakterisert ved at sperreanordningen (92, 94, 96) kan bringes ut av inngrep ved heving av skjørtet (72) og låseinnretningen (30).6. Well tool according to claim 5, characterized in that the locking device (92, 94, 96) can be brought out of engagement by raising the skirt (72) and the locking device (30). 7. Brønnverktøy ifølge et av kravene 1 - 6, karakterisert ved at låseinretningen (30) omfatter en trykkstyrt innretning (46, 51, 52) for låsing og frigjøring av rør-hoveddelen (34, 36) henholdsvis til og fra røropphenget (22).7. Well tool according to one of claims 1 - 6, characterized in that the locking device (30) comprises a pressure-controlled device (46, 51, 52) for locking and releasing the pipe main part (34, 36) respectively to and from the pipe suspension (22) . 8. Brønnverktøy ifølge krav 7, karakterisert ved at den trykkstyrte innretning omfatter et antall radielt bevegelige låseelementer (51, 52) samt et med en avsmalnende flate (54) utformet, trykkpåvirkbart stempel (4 6) som står i inngrep med elementene (51, 52) og i en av sine stillinger bringer elementene (51, 52) i låseinngrep med et spor (56) i røropphenget (22) .8. Well tool according to claim 7, characterized in that the pressure-controlled device comprises a number of radially movable locking elements (51, 52) as well as a pressure-influenced piston (4 6) designed with a tapering surface (54) which engages with the elements (51, 52) and in one of its positions brings the elements (51, 52) into locking engagement with a groove (56) in the pipe suspension (22). 9. Brønnverktøy ifølge et av kravene 1-8, karakterisert ved at den rørformete hoveddel omfatter en øvre rørdel (34) som bærer skjørtet (72) og ventilinnretningen (70, 86, 88, 90), og en nedre rørdel (36) som ved hjelp av gjenger er forbundet med den øvre rørdel (34) og som låseinnretningen "(30) er anordnet på.9. Well tool according to one of claims 1-8, characterized in that the tubular main part comprises an upper pipe part (34) which carries the skirt (72) and the valve device (70, 86, 88, 90), and a lower pipe part (36) which by means of threads is connected to the upper pipe part (34) and on which the locking device "(30) is arranged.